經驗交流：斷層及破碎隧道
發布時間：2010-01-14 共1頁
穿過斷層隧道及破碎帶，給隧道施工帶來不同的困難，在施工中遇到斷層及破碎帶時，首先要查明斷層的傾角，走向、破碎帶的寬度，巖石破碎程度，地下水活動等有關條件，據以正確選擇施工方法和制定施工措施，認真分析研究設計地質資料，并在掘進齊頭左右兩側用鉆孔臺車或DK—100型鉆機向前鉆水平超前探孔，鉆透斷層破碎帶，如斷層破碎寬度，破碎程度及裂隙充填物情況復雜，且有較多地下水時，可在隧道中線一側或兩側開挖調查導坑，調查導坑穿過斷層破碎帶的中線與隧道中線平行，線間距不小于20m，調查導坑穿過斷層破碎帶后，再掘進在一段距離轉入正洞，在處理斷層破碎帶同時，在前方開辟新工作面，加快施工進度。
1、施工方法
1.1斷層寬度較小,巖體組成物為堅硬巖塊且擠壓緊密,圍巖穩定性相對較好,隧道通過這樣的斷層,可不變施工方法,與前后段落的施工方法一致,避免頻繁變更施工方法,影響施工進度,但過斷層帶要加強初期支護和適當的輔助施工措施渡過斷層帶。如超前錨桿與徑向錨桿配合，加厚噴射砼，并增設鋼筋網等措施。必要時可增設格柵架。
超前錨桿在拱部設置，錨桿直徑Φ22m,長3.5m,環向間距40cm,外插角約為100,每2m設一環,保證環間搭接水平長度于1.0m,用早強砂漿作為超前錨桿桿體與巖層孔壁間的膠結物,以及早發揮超前支護作用,在超前支護下掘進。開挖后立即施作徑向錨桿，掛鋼筋網，噴射砼等初期支護。
1.2一般斷層破碎帶,采用徑向錨桿、鋼筋網、噴砼、格柵鋼架等加強初期支護，并在拱部施作超前小導管周壁預注漿，對洞周巖體進行預加固和超前支護。在超前支護下，采用上半斷面法或正臺階法開挖。在臺階上部施作超前小導管，上部開挖后及時施作拱部初噴砼，徑向錨桿，掛鋼筋網，格柵鋼架。在作好拱部初期支護后方能開挖臺階下部。
超前小層管管徑根據鉆孔直徑選擇，一般選用φ42～50mm的直熱軋鋼管,長3.5m～5.0m,外插角10°～20°,管壁每隔10cm～20cm,交錯鉆眼,孔口150cm段不鉆孔,眼孔直徑6mm～8mm,采用水泥砂漿或水泥水玻璃漿液灌注,導管環向間距30mm～50mm,縱向兩組導管間水平搭接長度不小于1.0m。
1.3斷層出露于地表溝槽,具隧道為淺埋,可采用地面砂漿錨桿結合地面加固和排泄地表水及防止地表水下滲等措施。
地面錨桿垂直設置，錨桿間距1.0m～1.5m按矩形或梅花形布置,錨桿直徑Φ18mm～22mm,長度根據覆蓋厚度確定,錨固范圍根據地形和推測破裂面確定。
1.4管棚鋼架超前支護半斷面開挖；當斷層寬度,巖體極破碎時,可采用注漿管棚和鋼架超前支護,管棚長度一般10m～40m,能一組管棚穿過斷層破碎帶,則采用一組管棚,但受地質和施工條件限制,斷層寬度,可分組設置,縱向兩組管棚的搭接長度不小于3.0m。管棚用鋼管直徑80～150mm,一般多采用Φ108厚壁熱扎無縫鋼管,環向鋼管中心間距為管徑的2～3倍即30～40cm,鋼架根據地質情況,可采用型鋼或格棚,其間距0.8～1.0m一榀,在管棚支護下,采用上半斷面先開挖,在作好上半斷面的錨、網、噴、鋼架等到初期支護后，才能開挖下部。
2、施工工藝
2.1超前錨桿:
拱部開挖輪廓線,根據設計位置和間距,測放出孔位,并用紅(或白)油漆標在掘進齊頭的巖石上 按所標的孔位鉆孔,孔位偏差小于5cm,鉆孔保持直線，外插角6°～10°,孔深誤差±5cm 清孔檢孔并檢查錨固藥包 錨固藥包在清水中浸泡,浸泡時間根據產品試驗確定確定,隨泡隨用,錨固藥包浸泡后立即推入孔內,并用木棍送至孔底防止破裂 插入桿體,當采用人工手持插入有困難時,可用錘擊或風動鑿巖機送入。
2.2超前小導管周壁預注漿
2.3注漿管棚和鋼架超前支護:
在開挖工作面后,將開挖輪廓擴30cm～50cm,長度不小于5m作工作室以便于施作管棚, 在開挖工作后面約2m范圍內,安設3榀鋼拱架緊抵掌子面,注意鋼拱架應按線路中線、縱坡加管棚設計的外插角設置 在鋼拱架上精確測放出每根管棚的位置，并用 Ω型鋼筋將孔口管焊在鋼拱架上,保證孔口管軸線與管棚設計軸線一致
立模灌注砼套拱,將鋼拱架孔口管理于砼內,使鋼拱架孔口管在鋼管鉆進 過程中不變形走位,確保管棚軸線正確 采用跟管鉆機鉆進和帶入鋼管,在鉆進過程中,必須用測斜儀經常檢測,嚴格控制管棚軸線 聯接管路密封孔口 壓水檢查 壓注漿液達到設計壓力和流量 開挖后按設計間距及時設立鋼架。
3、勞動力組織及進度指標
3.1超前錨桿:單線隧道約6人,其中開挖工4人,普工2人,雙線隧道約10人,其中開挖工8人,普工2人,約3小時可施作一環。
3.2超前小導管采用壁預注漿：
單線隧道10人～12人,其中:開挖工4人～6人,普工2人～3人,司機2人,管道工1人,記錄1人。
雙線隧道：14人～15人，其中：開挖工8人，普工2人～3人,司機2人,管道工1人,記錄1人。
6～7小時可完成一環。
3.3管棚:13人,其中:鉆機司機6人,管管道工2人,普工2人,拌、注漿司機2人，記錄1人，一般情況下,一臺鉆機8小時能鉆進20～30m。
4、機械設備配置
4.1超前錨桿:單線隧道3臺風動鑿巖機,雙線隧道5臺。
4.2超前小導管周壁預注漿:風動鑿巖機:單線隧道3臺,雙線隧道5臺;注漿泵BW—250/50型1臺。
4.3管棚:跟管鉆機2臺;BW—250/50注漿泵1臺。
5、質量控制要點
5.1超前錨桿:鉆孔時要控制好錨桿的位置、方向、外插角，終孔后應將鉆孔吹洗干凈；早強藥店包在使用前要檢查，有受潮結塊的不能使用，藥包要隨泡隨用，浸泡時間經過試驗確定，浸泡后立即緩慢地推入孔底，并迅速插入錨桿，桿體要對中插入，插入后孔口藥店包膠結體要飽滿。
5.2超前小導管注漿
鉆孔位置、方向、外插角要正確。終孔后應將鉆孔吹洗干凈，小導管應對中插入，漿液配合比要經過試驗確定，首先選擇水泥砂漿，如壓注有困難時，調整配合比，適量加入水玻璃，孔口要設止漿塞，壓注時壓力由小緩慢增，一般為0.5～1.0MPa
5.3管棚
5.3.1套拱固定孔口管的鋼拱的位置標高要準確,設立要牢固,每根孔口管的位置、方向、外插角精確、測放、并用Ω形鋼筋焊在拱架上,保證孔口管的軸線與管棚鋼管軸線一致。套拱的拱架，模型要安設牢固，保證套拱灌注時不走型跑位。在設立套拱拱架和固定孔口管的鋼拱架時，除按線路縱坡外，還應加設設計的外插角，如設計無外插角，也應加1°的外插角。
5.3.2鉆進中要經常用測斜儀,測量鋼管的傾斜度,發現偏差超過設計要求,要及時糾正。保證鋼管終端偏差小于20cm。
5.3.3鋼管采用絲扣連接,在同一截面內接頭數不于50%,相鄰鋼管的接頭錯開距離應于1.0m。
5.3.4先施作有孔鋼花管,注漿后再施工無孔鋼管,即有孔管與無孔管間隔施工,無孔管作為檢查管、檢查注漿效果。
5.3.5注漿同超前小導管預注漿。
5.3.6開挖后要及時施作錨桿,網噴砼和鋼架。
6、安全、質量、環保措施。
6.1在接近斷層破碎帶時,認真作好超前地質探測工作。
6.2每次開挖后作好開挖工作后的地質素描記錄,記錄工作面的地質構造,巖石擠壓破碎程度,裂隙充填物情況,地下水活動情況等。
6.3加強監控量測,根據水平收斂和拱頂下沉,以便及時采取措施,修改支護參數,加強支護等措施,確保質量和安全。
6.4在超前支護下先開挖上部,上部開挖后要立即施作拱部錨、網、噴和鋼架，每掘進一次立即施作一環，該環初支護作好后再掘進，待拱部完全作好支護，并有一定的施工臺階長度后方能開挖下部，下部左右側錯開開挖，待左（右）側支護作好后，再開挖另一側。
6.5各種材料要分別存放，每一道工序完成后，該工序的機械設備，如壓漿泵、跟管鉆機等應立即拆除工作面，以便開展下一道工序 采集者退散
1、施工方法
1.1斷層寬度較小,巖體組成物為堅硬巖塊且擠壓緊密,圍巖穩定性相對較好,隧道通過這樣的斷層,可不變施工方法,與前后段落的施工方法一致,避免頻繁變更施工方法,影響施工進度,但過斷層帶要加強初期支護和適當的輔助施工措施渡過斷層帶。如超前錨桿與徑向錨桿配合，加厚噴射砼，并增設鋼筋網等措施。必要時可增設格柵架。
超前錨桿在拱部設置，錨桿直徑Φ22m,長3.5m,環向間距40cm,外插角約為100,每2m設一環,保證環間搭接水平長度于1.0m,用早強砂漿作為超前錨桿桿體與巖層孔壁間的膠結物,以及早發揮超前支護作用,在超前支護下掘進。開挖后立即施作徑向錨桿，掛鋼筋網，噴射砼等初期支護。
1.2一般斷層破碎帶,采用徑向錨桿、鋼筋網、噴砼、格柵鋼架等加強初期支護，并在拱部施作超前小導管周壁預注漿，對洞周巖體進行預加固和超前支護。在超前支護下，采用上半斷面法或正臺階法開挖。在臺階上部施作超前小導管，上部開挖后及時施作拱部初噴砼，徑向錨桿，掛鋼筋網，格柵鋼架。在作好拱部初期支護后方能開挖臺階下部。
超前小層管管徑根據鉆孔直徑選擇，一般選用φ42～50mm的直熱軋鋼管,長3.5m～5.0m,外插角10°～20°,管壁每隔10cm～20cm,交錯鉆眼,孔口150cm段不鉆孔,眼孔直徑6mm～8mm,采用水泥砂漿或水泥水玻璃漿液灌注,導管環向間距30mm～50mm,縱向兩組導管間水平搭接長度不小于1.0m。
1.3斷層出露于地表溝槽,具隧道為淺埋,可采用地面砂漿錨桿結合地面加固和排泄地表水及防止地表水下滲等措施。
地面錨桿垂直設置，錨桿間距1.0m～1.5m按矩形或梅花形布置,錨桿直徑Φ18mm～22mm,長度根據覆蓋厚度確定,錨固范圍根據地形和推測破裂面確定。
1.4管棚鋼架超前支護半斷面開挖；當斷層寬度,巖體極破碎時,可采用注漿管棚和鋼架超前支護,管棚長度一般10m～40m,能一組管棚穿過斷層破碎帶,則采用一組管棚,但受地質和施工條件限制,斷層寬度,可分組設置,縱向兩組管棚的搭接長度不小于3.0m。管棚用鋼管直徑80～150mm,一般多采用Φ108厚壁熱扎無縫鋼管,環向鋼管中心間距為管徑的2～3倍即30～40cm,鋼架根據地質情況,可采用型鋼或格棚,其間距0.8～1.0m一榀,在管棚支護下,采用上半斷面先開挖,在作好上半斷面的錨、網、噴、鋼架等到初期支護后，才能開挖下部。
2、施工工藝
2.1超前錨桿:
拱部開挖輪廓線,根據設計位置和間距,測放出孔位,并用紅(或白)油漆標在掘進齊頭的巖石上 按所標的孔位鉆孔,孔位偏差小于5cm,鉆孔保持直線，外插角6°～10°,孔深誤差±5cm 清孔檢孔并檢查錨固藥包 錨固藥包在清水中浸泡,浸泡時間根據產品試驗確定確定,隨泡隨用,錨固藥包浸泡后立即推入孔內,并用木棍送至孔底防止破裂 插入桿體,當采用人工手持插入有困難時,可用錘擊或風動鑿巖機送入。
2.2超前小導管周壁預注漿
2.3注漿管棚和鋼架超前支護:
在開挖工作面后,將開挖輪廓擴30cm～50cm,長度不小于5m作工作室以便于施作管棚, 在開挖工作后面約2m范圍內,安設3榀鋼拱架緊抵掌子面,注意鋼拱架應按線路中線、縱坡加管棚設計的外插角設置 在鋼拱架上精確測放出每根管棚的位置，并用 Ω型鋼筋將孔口管焊在鋼拱架上,保證孔口管軸線與管棚設計軸線一致
立模灌注砼套拱,將鋼拱架孔口管理于砼內,使鋼拱架孔口管在鋼管鉆進 過程中不變形走位,確保管棚軸線正確 采用跟管鉆機鉆進和帶入鋼管,在鉆進過程中,必須用測斜儀經常檢測,嚴格控制管棚軸線 聯接管路密封孔口 壓水檢查 壓注漿液達到設計壓力和流量 開挖后按設計間距及時設立鋼架。
3、勞動力組織及進度指標
3.1超前錨桿:單線隧道約6人,其中開挖工4人,普工2人,雙線隧道約10人,其中開挖工8人,普工2人,約3小時可施作一環。
3.2超前小導管采用壁預注漿：
單線隧道10人～12人,其中:開挖工4人～6人,普工2人～3人,司機2人,管道工1人,記錄1人。
雙線隧道：14人～15人，其中：開挖工8人，普工2人～3人,司機2人,管道工1人,記錄1人。
6～7小時可完成一環。
3.3管棚:13人,其中:鉆機司機6人,管管道工2人,普工2人,拌、注漿司機2人，記錄1人，一般情況下,一臺鉆機8小時能鉆進20～30m。
4、機械設備配置
4.1超前錨桿:單線隧道3臺風動鑿巖機,雙線隧道5臺。
4.2超前小導管周壁預注漿:風動鑿巖機:單線隧道3臺,雙線隧道5臺;注漿泵BW—250/50型1臺。
4.3管棚:跟管鉆機2臺;BW—250/50注漿泵1臺。
5、質量控制要點
5.1超前錨桿:鉆孔時要控制好錨桿的位置、方向、外插角，終孔后應將鉆孔吹洗干凈；早強藥店包在使用前要檢查，有受潮結塊的不能使用，藥包要隨泡隨用，浸泡時間經過試驗確定，浸泡后立即緩慢地推入孔底，并迅速插入錨桿，桿體要對中插入，插入后孔口藥店包膠結體要飽滿。
5.2超前小導管注漿
鉆孔位置、方向、外插角要正確。終孔后應將鉆孔吹洗干凈，小導管應對中插入，漿液配合比要經過試驗確定，首先選擇水泥砂漿，如壓注有困難時，調整配合比，適量加入水玻璃，孔口要設止漿塞，壓注時壓力由小緩慢增，一般為0.5～1.0MPa
5.3管棚
5.3.1套拱固定孔口管的鋼拱的位置標高要準確,設立要牢固,每根孔口管的位置、方向、外插角精確、測放、并用Ω形鋼筋焊在拱架上,保證孔口管的軸線與管棚鋼管軸線一致。套拱的拱架，模型要安設牢固，保證套拱灌注時不走型跑位。在設立套拱拱架和固定孔口管的鋼拱架時，除按線路縱坡外，還應加設設計的外插角，如設計無外插角，也應加1°的外插角。
5.3.2鉆進中要經常用測斜儀,測量鋼管的傾斜度,發現偏差超過設計要求,要及時糾正。保證鋼管終端偏差小于20cm。
5.3.3鋼管采用絲扣連接,在同一截面內接頭數不于50%,相鄰鋼管的接頭錯開距離應于1.0m。
5.3.4先施作有孔鋼花管,注漿后再施工無孔鋼管,即有孔管與無孔管間隔施工,無孔管作為檢查管、檢查注漿效果。
5.3.5注漿同超前小導管預注漿。
5.3.6開挖后要及時施作錨桿,網噴砼和鋼架。
6、安全、質量、環保措施。
6.1在接近斷層破碎帶時,認真作好超前地質探測工作。
6.2每次開挖后作好開挖工作后的地質素描記錄,記錄工作面的地質構造,巖石擠壓破碎程度,裂隙充填物情況,地下水活動情況等。
6.3加強監控量測,根據水平收斂和拱頂下沉,以便及時采取措施,修改支護參數,加強支護等措施,確保質量和安全。
6.4在超前支護下先開挖上部,上部開挖后要立即施作拱部錨、網、噴和鋼架，每掘進一次立即施作一環，該環初支護作好后再掘進，待拱部完全作好支護，并有一定的施工臺階長度后方能開挖下部，下部左右側錯開開挖，待左（右）側支護作好后，再開挖另一側。
6.5各種材料要分別存放，每一道工序完成后，該工序的機械設備，如壓漿泵、跟管鉆機等應立即拆除工作面，以便開展下一道工序 采集者退散
